انتخاب آشکارسازهای گاز

انتخاب آشکارسازهای گاز

وظیفه اصلی آشکارساز گاز یادآوری پرسنل مربوطه برای انجام اقدامات مربوطه برای محافظت از کارکنان در محل، عملکرد ایمن تجهیزات تولید و محیط اطراف در صورت نشت یا خطر قریب الوقوع است. اگر آشکارسازهای مناسبی را برای استفاده انتخاب کنید، عملکرد بهتری در آنها خواهید داشت. انواع مختلفی از فناوری های تشخیص گاز وجود دارد که می تواند به صنعت امروزی کمک کند تا از مردم و تولید محافظت کند. البته هر فناوری مزایا و معایبی دارد. از محبوب ترین فناوری های زیر، خواهیم دید که هیچ "بهترین راه" واحدی وجود ندارد، فقط بهترین سیستم تشخیص گاز است که چندین فناوری را مطابق با وضعیت واقعی شما ترکیب می کند.

آشکارساز گاز عمدتاً از حسگرها و مدارهای مرتبط تشکیل شده است. سنسور بخش کلیدی کل آشکارساز است و یکی از عوامل مهم برای تعیین قابلیت اطمینان آن است. در حال حاضر فناوری‌های تشخیص گاز زیر وجود دارد: فناوری الکتروشیمیایی، فناوری احتراق کاتالیزوری، فناوری نوار کاغذی شیمیایی، فناوری اکسید فلز جامد، فناوری مادون قرمز، فناوری فوتیونیزاسیون و غیره.

فناوری الکتروشیمیایی و فناوری احتراق کاتالیزوری

حسگرهای گاز الکتروشیمیایی مختلف حاوی اجزای مختلفی هستند که تعیین می کنند که می تواند با گاز سمی مربوطه واکنش نشان دهد. سر اندازه گیری می تواند جریان تولید شده توسط واکنش را اندازه گیری کرده و آن را به مقدار غلظت گاز (PPM یا PPB) تبدیل کند. حسگرهای کاتالیزوری گاز قابل احتراق "بدون شعله" روی یک توپ پوشش داده شده با کاتالیزور. سر اندازه گیری تغییر مقاومت را اندازه گیری می کند و از طریق تبدیل A/D، قرائت مربوط به تغییر را نمایش می دهد. به طور کلی، حد پایین انفجار مقیاس کامل است.

به دلیل هزینه نسبتاً پایین سرهای اندازه گیری احتراق الکتروشیمیایی و کاتالیستی، آنها اغلب برای اندازه گیری در "نقاط منبع" (جایی که ممکن است نشتی رخ دهد) استفاده می شود. بنابراین، پاسخ به نشتی سریع است و به طور مداوم قابل تشخیص است. همچنین از آنجایی که هیچ قطعه متحرکی وجود ندارد، خرابی مکانیکی نیز وجود ندارد.

با این حال، این دو سنسور دارای معایبی نیز هستند: برخی از سنسورهای گاز نه تنها به گاز مربوطه (یعنی گازی که باید برای واکنش طراحی شود)، بلکه به گازهای دیگر (گازهای مزاحم) نیز واکنش نشان می دهند، بنابراین در صورت لزوم باید مراقب بود. برای جلوگیری از طراحی و استفاده از این سنسورها در جایی که گازهای مزاحم ممکن است در حین نصب وجود داشته باشد استفاده کنید. سنسور باید به طور منظم، معمولاً هر سه ماه یک بار (بسته به تأثیر عواملی مانند مارک های مختلف، محیط کار، وضعیت کار و غیره) کالیبره شود. سنسور معمولاً پس از 1 تا 3 سال استفاده نیاز به تعویض دارد (بسته به عواملی مانند مارک های مختلف، محیط کار، شرایط کاری و غیره). علاوه بر این، برخی از مارک های سنسور از الکترولیت استفاده می کنند که باید به طور منظم دوباره پر شود.

فناوری نوار کاغذ شیمیایی

فناوری نوار کاغذی شیمیایی گازهای سمی را با استفاده از نوار کاغذی خیس شده شیمیایی تشخیص می دهد. این نوار کاغذی شباهت زیادی به کاغذ تورنسل دارد و با برخورد با گاز مربوطه تغییر رنگ می دهد. دستگاه نوار کاغذی رنگ نوار کاغذی را از طریق فتوسل اندازه گیری می کند و آن را به مقدار غلظت گاز تبدیل می کند.

مزیت این سیستم این است که دستگاه نوار شواهد فیزیکی از نشت گاز به دلیل واکنش تغییر رنگ را ارائه می دهد (در مقابل، الکتروشیمیایی، احتراق کاتالیزوری، اکسید فلز جامد و پروب های مادون قرمز فقط یک سیگنال 4-20 میلی آمپر خروجی می دهند). به طور خاص، آنها همچنین تحت تأثیر گازهای مزاحم قرار می گیرند، اما کمتر از انواع اکسید فلزی الکتروشیمیایی و جامد، بنابراین از آنها خاص تر هستند. علاوه بر این، دستگاه نوار می تواند گاز بیشتری را نسبت به نوع الکتروشیمیایی تشخیص دهد.

عیب دستگاه نوار کاغذی این است که فقط گازهای سمی را تشخیص می دهد و گازهای قابل اشتعال مانند هیدروژن را نمی تواند تشخیص دهد. از آنجایی که دستگاه نوار کاغذی گران است، معمولاً در مرکز قرار می گیرد و از طریق لوله نمونه برداری به هر نقطه اندازه گیری متصل می شود. نمونه گاز هر نقطه اندازه گیری به نوبه خود پمپ می شود. در نتیجه، فاصله زمانی قابل توجهی بین نشت گاز و تشخیص وجود دارد و پمپاژ متوالی می تواند باعث شود ابزارهای تشخیص برخی از نشت گاز را نادیده بگیرند. علاوه بر این، گازهای واکنشی (مانند HF، Cl2، HCl، NH3) به راحتی روی لوله نمونه‌گیری جذب می‌شوند و ابزار تشخیص نمی‌تواند نشت گاز را ببیند. خرابی‌های مکانیکی نیز یکی از مشکلات دستگاه‌های نوار چسب بوده است (درایوهای کارتن گیر کرده، اپتیک‌های کثیف، پمپ‌های بد، گرفتگی فیلترها، جریان نامنظم)، بنابراین تعمیر و نگهداری پیشگیرانه منظم مورد نیاز است. کالیبراسیون دوره ای سیستم نوری نیز ضروری است. سازنده توصیه می کند که هر شش ماه یکبار نوار کاغذی را تعویض کنید. در حالی که این یک فرآیند ساده است، خرید و دور انداختن نوار چسب بسیار گران است.

فناوری اکسید فلز جامد

حسگرهای اکسید فلز جامد از اکسیدهای فلزی (معمولاً اکسید قلع) ساخته شده‌اند و با تغییر مقاومت به حضور گاز پاسخ می‌دهند. سر اندازه گیری تغییر مقاومت را اندازه گیری می کند و آن را به غلظت تبدیل می کند.

مزیت سنسورهای اکسید فلز جامد این است که عمر طولانی دارند، معمولاً 10 سال. آنها می توانند گستره بسیار وسیعی از گازها را شناسایی کنند، حتی گازهایی که توسط دستگاه های الکتروشیمیایی و نوار کاغذی قابل تشخیص نیستند. از آنجا که آنها نسبتا ارزان هستند، اغلب برای تشخیص "در منبع" استفاده می شوند، به سرعت به نشت ها پاسخ می دهند و می توانند به طور مداوم شناسایی شوند. آنها هیچ قطعه متحرکی ندارند که باعث خرابی مکانیکی شود.

اگرچه حسگرهای اکسید فلز جامد می توانند انواع گازها را تشخیص دهند و حساسیت بالایی دارند، اما گزینش پذیری آنها ضعیف است، بنابراین احتمال "مثبت کاذب" به طور قابل توجهی بیشتر از سایر فناوری ها است. علاوه بر این، هنگامی که آنها برای مدتی در معرض گاز شناسایی نشده قرار نگیرند، حسگرهای اکسید فلز جامد اکسید می شوند و به حالت "خفته" می روند، به این معنی که به نشت گاز واقعی پاسخ نمی دهند. همچنین، سنسورهای اکسید فلز جامد خروجی غیر خطی ارائه می دهند، بنابراین کالیبراسیون بسیار دشوارتر است و بیشتر از سنسورهای الکتروشیمیایی خروجی خطی طول می کشد.

فناوری مادون قرمز

ابزارهای مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) از تکنیک های اسپکتروفتومتری برای تشخیص گازها استفاده می کنند. همانطور که نور مادون قرمز از گاز نمونه عبور می کند و توسط آن جذب می شود، ابزار با تجزیه و تحلیل طیف جذب آن، ترکیب آن را تعیین می کند.

بدون شک FTIR دقیق ترین تکنیک گاز برای کاربردهای عمومی با حساسیت خوب و هشدارهای نادرست بسیار کم است. هیچ قطعه یدکی مصرف نمی شود، بنابراین هزینه پس از تعمیر و نگهداری بسیار کمتر از سایر فناوری ها است. اما به دلیل قیمت بالا، FTIR معمولا در مرکز قرار می گیرد و از طریق لوله های نمونه برداری به نقاط مختلف اندازه گیری متصل می شود. نمونه گاز در هر نقطه اندازه گیری به نوبه خود پمپ می شود. بنابراین فاصله زمانی قابل توجهی بین نشت گاز و تشخیص وجود دارد.

علاوه بر این، مانند دستگاه نوار کاغذی، گازهای واکنشی (مانند HF، Cl2، HCl، NH3) به راحتی بر روی لوله نمونه‌گیری جذب می‌شوند و ابزار تشخیص نمی‌تواند نشت گاز را ببیند. خرابی های مکانیکی نیز مشکل سازهای FTIR هستند: کرکره های چرخان فرسوده یا گیر کرده، پمپ های آسیب دیده.